ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2025 года по МПК H02K5/10 H02K5/20 H02K9/06 

Область техники

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тяговым электродвигателям, предназначенным для установки на локомотивах, например, на электропоездах.

Уровень техники

Из уровня техники известно тягового электродвигателя электропоезда (https://web.archive.org/web/20230323133035/https://eltroll2.ru/electropoezda/ES2G_E4.php, опубл. 23.03.2023). Данная конструкция электродвигателя является наиболее близким аналогом.

Решение, выполненное в аналоге, обладает существенными недостатками, связанными со сниженной надежностью работы в неоптимальных погодных условиях, а именно, при высоких температурах, при низких температурах, во время ливней и снегопадов.

Заявленный тяговый электродвигатель ТАДЭП315-6У1 позволяет преодолеть упомянутые недостатки.

Раскрытие изобретения

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности электрической машины.

Поставленная задача решается в результате достижения технического результата, заключающегося в улучшении пыле- и влагозащиты тягового электродвигателя.

Технических результат достигается совокупностью следующих технических признаков:

Тяговый электродвигатель включает вал, ротор, статор, вентилятор, фильтр с по меньшей мере одной решеткой, корпус, включающий клеммную коробку с крышкой. Фильтр также содержит двойные жалюзи в сборе, сетчатую раму. Крышка клеммной коробки которой со всех сторон выполнена с отбортовкой, создающей защитный лабиринт. Полости корпуса выполнены без объемов для накопления влаги. Выходной тракт выполнен в виде лабиринта. Сетчатая рама выполнена в виде секций, по меньшей мере одна из которых выполнена с возможностью глухого закрытия. Внутренние ребра имеют наклон для ската воды. На дне корпуса выполнен удаляющий влагу канал. Диаметр вентилятора на входе потока выполнен в диапазоне 200 - 260 мм, например, 242 мм. Диаметр вентилятора на выходе потока выполнен в диапазоне 410 - 450 мм, например 438 мм. Ширина лопатки вентилятора выполнена в диапазоне 30 - 40 миллиметров, например 35 мм. Лабиринт выходного тракта сформирован при помощи П-образной крышки выходного тракта и корпуса электродвигателя. Лабиринт провоцирует по меньшей мере три поворота воздуха на 90 градусов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен общий вид электродвигателя. Условно показан воздушный тракт электродвигателя. Стрелками показаны направления движения воздуха.

На фиг. 2 представлен выходной тракт электродвигателя. Стрелками показаны направления движения воздуха и воды.

На фиг. 3 представлен входной тракт электродвигателя. Стрелками показаны направления движения воздуха и воды.

На фиг. 4 представлены полости корпуса электродвигателя.

На фиг. 5 представлено выполнение крышки коробки выводов. Стрелкой показано направление движения воздуха.

На фиг. 6 представлена характеристика вентилятора прототипа и заявляемого вентилятора.

На фиг. 7 представлена конструкция фильтра электродвигателя.

На фиг. 8 представлена вариант зимней версии сменной сетки фильтра.

Осуществление изобретение

Заявленный тяговый электродвигатель представляет собой трехфазный асинхронный двигатель с самовентиляцией и короткозамкнутыым ротором. Подача воздуха осуществляется через фильтр (1) от вентилятора, установленного на валу ротора. Подшипники двигателя выполнены изолированными, каждый подшипник снабжен смазочным ниппелем, уплотнения подшипников выполнены в виде бесконтактных лабиринтовых уплотнений.

Электродвигатель также включает станину, клеммную коробку, изолятор соединительную шину, подшипниковый щит, торцевую крышку, крышку подшипника, вал, цилиндрический роликовый подшипник, трубку подачи смазки, резьбовая пробку обмотку ротора, нажимное кольцо, сердечник ротора, балансировочный груз, смазочный ниппель с колпачком, нижнюю крышку, наружную крышку подшипника, лабиритное уплотнительное кольцо, крышку полумуфты, зубчатую полумуфту, поводковое кольцо, радиальный шариковый подшипник, крепящуюся на раму электродвигателя решетку с рамой (10), обмотку статора, сердечник статора, полумуфту в сборе, верхние кронштейны подвески электродвигателя, нижние кронштейны подвески электродвигателя.

Входной тракт проходит через фильтр (1), представленный на фиг. 7. Фильтр (1) состоит из по меньшей мере одной рамы с решеткой (6), двойных жалюзи в сборе (5) и сетчатой рамы с секциями (4).

Фильтр (1) крепится к раме электродвигателя или к решетке с рамой (10) при помощи известных средств, например болтовых соединений или сваркой.

Двойные жалюзи в сборе выполнены как показано на фиг. 3 и выполнены для предотвращения попадания в двигатель струй воды, которые попадая в жалюзи стекают вниз.

Сетчатая рама выполнена для ограничения твердых предметов в вентиляционный тракт, а также для ограничения снега. Сетчатая рама включает несколько секций, одна или несколько из которых при необходимости могут быть закрыты наглухо, как показано на фиг. 8. Таким образом, попадание в вентиляционный тракт снежной массы будет ограничено.

На выходном тракте электродвигателя выполнен лабиринт, состоящий из, по меньшей мере, трех поворотов на угол 90°. Лабиринт (3) сформирован при помощи П-образной или J-образной крышки (2) выходного тракта, установленной на корпусе электродвигателя и самого корпуса. Для более точного понимания формы исполнения крышки см. фиг. 2. Крышка (2) крепится к корпусу электродвигателя посредством болтового соединения.

Внутренние ребра (1) корпуса электродвигателя выполнены таким образом, что влага, сконцентрировавшаяся в полостях ребер, не имеющих объемов для накопления, скатывается по ним на дно корпуса. Форма ребер (1) показана на фиг. 4. Каждая полость выполнена как минимум горизонтально, либо же наклонена в сторону дна корпуса. Края каждого ребра (1) имеют скат, провоцирующий стекание влаги. На дне корпуса может быть выполнено отверстие в виде канала для удаления скопившейся на дне корпуса влаги.

Крышка коробки выводов выполнена с отбортовкой, создающей защитный лабиринт, показанный стрелкой на фиг. 5, который препятствует попаданию воды в внутрь коробки, а также снега, пыли, грязи и других загрязнителей. При необходимости на дне коробки выводов может быть выполнено отверстие в виде канала для удаления скопившейся на дне коробки в результате конденсации влаги. Крышка крепится к коробке выводов при помощи болтового соединения.

В заявленном электродвигателе вентилятор и лопатки имеют увеличенный диаметр:

- диаметр вентилятора на входе потока выполнен в диапазоне 200 - 260 миллиметров, например, 242 мм;

- диаметр вентилятора на выходе потока выполнен в диапазоне 410 - 450 миллиметров, например, 438 мм;

- ширина лопатки вентилятора выполнена в диапазоне 30 - 40 миллиметров, например, 35 мм.

Вентилятор может быть выполнен из различных материалов, например, металла, сплава с использованием металла, алюминия, пластика, стеклопластика.

Подобное выполнение вентилятора позволяет повысить эффективность обдува, улучшив пыле- и влагозащиту электродвигателя, как показано на фиг. 6. Повышение подачи вентилятора позволит увеличить скорость движения воздуха в аксиальных вентиляционных каналах статора и ротора. Ожидаемое увеличение скорости движения воздуха в каналах станины на 40% до 24 м/с, в каналах ротора на 30% до 12 м/с.

Расчеты, теплового состояния электродвигателя проведенные в соответствии с ГОСТ 2582-2013 позволяют установить минимальный уровень расхода воздуха 0,28 м³/с. Это позволяет улучшить рабочие характеристики (9) электродвигателя, а также дополнить конструкцию сменными сезонными элементами, показанными на фиг. 7, 8.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тяговым электродвигателям. Технический результат – повышение надежности электрической машины за счет улучшения его пыле- и влагозащиты. Тяговый электродвигатель включает вал, ротор, статор, вентилятор, фильтр с по меньшей мере одной решеткой, корпус, включающий клеммную коробку с крышкой. Для достижения технического результата фильтр также содержит двойные жалюзи в сборе и сетчатую раму, крышка клеммной коробки которой со всех сторон выполнена с отбортовкой, создающей защитный лабиринт, полости корпуса выполнены без объемов для накопления влаги, выходной тракт выполнен в виде лабиринта, а корпус содержит внутренние ребра. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Тяговый электродвигатель, включающий вал, ротор, статор, вентилятор, фильтр с по меньшей мере одной решеткой, корпус, включающий клеммную коробку с крышкой, отличающийся тем, что

фильтр также содержит двойные жалюзи в сборе, сетчатую раму,

крышка клеммной коробки которой со всех сторон выполнена с отбортовкой, создающей защитный лабиринт,

полости корпуса выполнены без объемов для накопления влаги,

выходной тракт выполнен в виде лабиринта,

корпус содержит внутренние ребра.

2. Электродвигатель по п. 1, в котором сетчатая рама выполнена в виде секций, по меньшей мере одна из которых выполнена с возможностью глухого закрытия.

3. Электродвигатель по п. 1, в котором внутренние ребра имеют наклон для ската воды.

4. Электродвигатель по п. 1, в котором на дне корпуса выполнен удаляющий влагу канал.

5. Электродвигатель по п. 1, в котором диаметр вентилятора на входе потока выполнен в диапазоне 200–260 мм.

6. Электродвигатель по п. 5, в котором диаметр вентилятора на входе потока равен 242 мм.

7. Электродвигатель по п. 1, в котором диаметр вентилятора на выходе потока выполнен в диапазоне 410–450 мм.

8. Электродвигатель по п. 7, в котором диаметр вентилятора на выходе потока равен 438 мм.

9. Электродвигатель по п. 1, в котором ширина лопатки вентилятора выполнена в диапазоне 30-40 мм.

10. Электродвигатель по п. 1, в котором ширина лопатки вентилятора равна 35 мм.

11. Электродвигатель по п. 1, в котором лабиринт выходного тракта сформирован при помощи П-образной крышки выходного тракта и корпуса электродвигателя.

12. Электродвигатель по п. 1, в котором лабиринт выходного тракта провоцирует по меньшей мере три поворота воздуха на 90°.